KR101854807B1 - Unmanned automatic cell culture system - Google Patents
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Abstract
무인 자동화 세포 배양 시스템에 관한 것으로, 세포 배양을 위한 복수의 플라스크(flask)를 다층으로 수용하는 인큐베이터(incubator), 상기 플라스크 내의 세포의 배양 상태를 관찰하는 현미경, 상기 플라스크의 재치가 가능하고, 세포 배양을 위해 상기 플라스크로의 용액의 투입, 상기 플라스크로부터의 검체 채취 및 이송 작업을 수행하는 작업대, 세포 배양을 위해 필요한 복수의 용액을 저장하는 용액 저장고, 상기 인큐베이터, 상기 현미경 및 상기 작업대 간에 상기 플라스크를 이송하는 플라스크 핸들링 로봇, 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액의 수용이 가능한 적어도 하나의 원뿔형 튜브를 재치하는 튜브 테이블, 상기 원뿔형 튜브를 수용하고, 상기 원뿔형 튜브 내의 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액에 대해 원심분리를 수행하는 원심분리기, 상기 작업대, 상기 튜브테이블 및 상기 원심분리기 간에 상기 원뿔형 튜브를 이송하는 그립퍼(gripper), 상기 플라스크 또는 상기 원뿔형 튜브에 대하여 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액을 주입 또는 채취하는 피펫 및 상기 플라스크 핸들링 로봇, 상기 그립퍼 및 상기 피펫의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The present invention relates to an automated unmanned cell culture system comprising an incubator for receiving a plurality of flasks for cell culture, a microscope for observing the culture condition of the cells in the flask, A solution reservoir for storing a plurality of solutions required for cell culture, a solution reservoir for storing a plurality of solutions required for cell culture, a solution reservoir for supplying the solution to the flask, the incubator, the microscope, , A tube table for placing at least one conical tube capable of receiving the solution necessary for cell and cell culture, a tube table for accommodating the conical tube, and a solution for cell and cell culture in the conical tube Centrifugation to perform centrifugation for A gripper for transferring the conical tube between the work table, the tube table and the centrifugal separator, a pipette for injecting or collecting cells and a solution necessary for cell culture into the flask or the conical tube, And a controller for controlling operations of the gripper and the pipette.
Description
본원은 자동적으로 세포 배양 및 분주가 가능한 무인 자동화 세포 배양 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automated, automated cell culture system capable of automatically culturing and dispensing cells.
세포 배양은 일반적으로 다세포 생물의 개체로부터 무균적으로 조직편을 떼내고, 용기 내에서 배양 및 증식시키는 것을 의미한다. 최근, 세포 배양 분야, 재생 의료 분야에서는, 세포를 장기간 자동으로 안정적으로 대량 배양하여, 생물 제제 등에 이용 가능한 세포의 생산물이나, 재생 조직 구축에 이용하는 세포 그 자체를 얻기 위한 기술이 요구되고 있다.Cell culture generally means aseptically removing tissue from an individual of multicellular organisms, culturing and propagating in a vessel. In recent years, in the field of cell culture and the field of regenerative medicine, there has been a demand for a technique for obtaining a cell product that can be used for a biological preparation or the like and a cell itself to be used for constructing a regenerated tissue, by stably cultivating a large amount of cells for a long period of time automatically and stably.
종래에는 실험실에서 작업자에 의해 세포가 배양되는 플라스크를 수동 운반 및 조작하여 세포 배양 작업을 수행하는 바 있다. 그러나 사람에 의한 세포 배양 작업은 작업자의 숙련도에 따라 생산성의 변동이 크고, 배양액 교체 시기나 세포의 분주 시기를 놓치는 등 사람에 의한 오류에 의해 전체 공정을 폐기해야 하는 경우가 발생하므로 효율적이지 못한 문제점이 있다. 또한, 고임금의 숙련된 작업자에 의해 정해진 시간에 정해진 공정을 반복하여 작업해야 하므로 인건비 부담이 크고 결과적으로 제조 원가 절감이 어려운 문제점이 있다.Conventionally, a cell culture operation is performed by manually transporting and manipulating a flask in which a cell is cultured by an operator in a laboratory. However, the cell cultivation work by humans involves a large variation in productivity depending on the skill of the operator, and the entire process must be discarded due to human errors such as a time for replacing the culture medium or a time for dispensing the cells, . In addition, since a skilled worker of a high wage must perform a predetermined process repeatedly at a predetermined time, there is a problem that a labor cost is large and a manufacturing cost is difficult to be reduced as a result.
본원의 배경이 되는 기술은 한국공개특허공보 10-2015-0006422(공개일: 2015년 1월 16일)호에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0006422 (published on Jan. 16, 2015).
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동적으로 세포 배양 및 분주가 가능한 무인 자동화 세포 배양 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an unmanned automated cell culture system capable of automatically cultivating and dispensing cells.
또한, 본원은, 세포 분주시 세포 배양 상태에 기초하여 최적화된 배양액이 주입되도록 제어할 수 있는 무인 자동화 세포 배양 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an automated unmanned cell culture system capable of controlling the injection of a culture solution optimized based on a cell culture state upon cell division.
또한, 본원은 효율적 물류 구성과 공정 처리가 가능하고 모듈형 설계를 통해 공정에 필요한 처리 모듈을 선택적으로 조합하여 디자인할 수 있는 무인 자동화 세포 배양 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to provide an automated unmanned cell culture system capable of selectively designing a combination of processing modules necessary for a process through an efficient logistics configuration and process processing and modular design.
또한, 세포 배양 플라스크의 관리가 가능한 자동화된 세포 배양 인큐베이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide an automated cell culture incubator capable of managing a cell culture flask.
또한, 본원은, 제한된 인큐베이터 공간 내에서 로봇에 의해 자동적으로 플라스크가 이동되도록 반송 환경을 제공하는 세포 배양 인큐베이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a cell culture incubator that provides a transport environment for a flask to be automatically moved by a robot in a limited incubator space.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 무인 자동화 배양 시스템은 세포 배양을 위한 복수의 플라스크(flask)를 다층으로 수용하는 인큐베이터(incubator), 상기 플라스크 내의 세포의 배양 상태를 관찰하는 현미경, 상기 플라스크의 재치가 가능하고, 세포 배양을 위해 상기 플라스크로의 용액의 투입, 상기 플라스크로부터의 검체 채취 및 이송 작업을 수행하는 작업대, 세포 배양을 위해 필요한 복수의 용액을 저장하는 용액 저장고, 상기 인큐베이터, 상기 현미경 및 상기 작업대 간에 상기 플라스크를 이송하는 플라스크 핸들링 로봇, 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액의 수용이 가능한 적어도 하나의 원뿔형 튜브를 재치하는 튜브 테이블, 상기 원뿔형 튜브를 수용하고, 상기 원뿔형 튜브 내의 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액에 대해 원심분리를 수행하는 원심분리기, 상기 작업대, 상기 튜브테이블 및 상기 원심분리기 간에 상기 원뿔형 튜브를 이송하는 그립퍼(gripper), 상기 플라스크 또는 상기 원뿔형 튜브에 대하여 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액을 주입 또는 채취하는 피펫 및 상기 플라스크 핸들링 로봇, 상기 그립퍼 및 상기 피펫의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. As a technical means for accomplishing the above technical object, the automated unmanned culture system according to one embodiment of the present invention includes an incubator for accommodating a plurality of flasks for cell culture in multiple layers, a culture of cells in the flask A microscope for observing the state of the flask, a workbench capable of placing the flask therein, a workbench for putting the solution into the flask for cell culture, sampling and transporting the sample from the flask, a plurality of solutions required for cell culture A flask handling robot for transferring the flask between the microscope and the workbench; a tube table for placing at least one conical tube capable of receiving the solution necessary for cell and cell culture; And the cells and cells in the conical tube A gripper for transferring the conical tube between the work table, the tube table and the centrifugal separator; and a cell and cell culture for the flask or the conical tube. And a controller for controlling operations of the flask handling robot, the gripper, and the pipette.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 인큐베이터로부터 원료용 세포를 포함하는 제1플라스크를 상기 작업대로 이송하고, 상기 피펫은 세포 분리를 위한 제1용액을 상기 용액 저장고로부터 상기 제1플라스크로 주입하고, 상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 제1용액이 주입된 상기 제1플라스크를 흔들고, 상기 피펫은 상기 제1플라스크로부터 상기 제1용액을 제거하고, 상기 피펫은 세포 분리를 위한 제2용액을 상기 용액 저장고로부터 상기 제1플라스크로 주입하고, 상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 제2용액이 주입된 상기 제1플라스크를 상기 인큐베이터로 이송하여 상기 제1플라스크 내의 원료용 세포는 미리 설정된 시간 동안 상기 인큐베이터 내에서 배양되고, 상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 인큐베이터로부터 상기 제1플라스크를 상기 작업대로 이송하고, 상기 피펫은 세포 배양 배지를 상기 용액 저장고로부터 상기 제1플라스크로 주입하고, 상기 그립퍼는 제1원뿔형 튜브를 상기 튜브 테이블로부터 상기 작업대로 이송하고, 상기 피펫은 상기 세포 배양 배지가 주입된 상기 제1플라스크로부터 상기 원료용 세포를 포함하는 검체를 채취하여 상기 제1원뿔형 튜브로 주입하고, 상기 그립퍼는 상기 제1원뿔형 튜브를 상기 원심분리기로 이송하여, 상기 제1원뿔형 튜브 내의 상기 검체에 대하여 원심분리가 수행되고, 상기 그립퍼는 상기 제1원뿔형 튜브를 상기 원심분리기로부터 상기 작업대로 이송하고, 상기 피펫은 상기 제1원뿔형 튜브로부터 상층부 현탄액을 제거하고, 상기 피펫은 상기 용액 저장고로부터 상기 제1원뿔형 튜브로 세포 배양 배지를 재주입하고, 상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 인큐베이터로부터 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크를 상기 작업대로 이송하고, 상기 피펫은 세포 배양 배지를 상기 용액 저장고로부터 상기 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크로 주입하고, 상기 피펫은 원심분리가 수행된 상기 제1원뿔형 튜브로부터 상기 원료용 세포를 포함하는 세포 현탄액을 상기 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크로 균등 주입하고, 상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 세포 현탄액을 포함하는 상기 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크를 상기 인큐베이터로 이송할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the flask handling robot transfers a first flask containing raw material cells from the incubator to the work table, and the pipette separates a first solution for cell separation from the solution reservoir into the first And the flask handling robot shakes the first flask into which the first solution has been injected, the pipette removes the first solution from the first flask, and the pipette removes the second solution for cell separation Is injected from the solution reservoir into the first flask and the flask handling robot transfers the first flask into which the second solution has been injected to the incubator so that the raw material cells in the first flask are supplied to the incubator for a predetermined time, And the flask handling robot receives the first Wherein the pipette transports the cell culture medium from the solution reservoir to the first flask and the gripper transfers the first conical tube from the tube table to the work table, A sample containing the material cells is collected from the first flask into which the cell culture medium is injected, and is injected into the first conical tube. The gripper transfers the first conical tube to the centrifuge, Centrifugation is performed on the specimen in the conical tube, the gripper transfers the first conical tube from the centrifuge to the work table, the pipette removes the upper layer current fluid from the first conical tube, Injects the cell culture medium from the solution reservoir into the first conical tube, The handling robot transfers the second flask, the third flask and the fourth flask from the incubator to the work table, and the pipette injects the cell culture medium from the solution reservoir into the second flask, the third flask and the fourth flask And the pipette uniformly injects the cell suspension liquid containing the raw material cells from the first conical tube subjected to centrifugal separation into the second flask, the third flask and the fourth flask, The second flask, the third flask and the fourth flask containing the cell suspension liquid may be transferred to the incubator.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 피펫은 원심분리가 수행된 상기 제1원뿔형 튜브로부터 상기 원료용 세포를 포함하는 세포 현탄액의 검체를 채취하여 제2원뿔형 튜브로 주입하고, 상기 피펫은 상기 제2원뿔형 튜브로 세포 염색을 위한 제3용액을 주입하고, 상기 무인 자동화 세포 배양 시스템은, 검체 내의 세포 수를 측정하기 위한 세포 수 측정기를 더 포함하고, 상기 세포 수 측정기는 상기 제3용액이 주입된 상기 제2원뿔형 튜브 내의 검체에 대하여 세포 수를 측정하고, 상기 피펫은 세포 배양 배지를 상기 용액 저장고로부터 상기 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크로 주입함에 있어서, 상기 세포 수 측정기에 의해 측정된 세포 수에 기초하여 상기 세포 배양 배지를 주입할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pipette collects a specimen of the cell suspensions containing the raw material cells from the first conical tube subjected to centrifugal separation, and injects the specimen into a second conical tube, Wherein the third solution for cell staining is injected into a 2-conical tube, and the unmanned automated cell culture system further comprises a cell number measuring device for measuring the cell number in the specimen, The cell count was measured with respect to the specimen in the second conical tube, and the pipette was used to inject the cell culture medium from the solution reservoir into the second flask, the third flask and the fourth flask, The cell culture medium can be injected on the basis of the measured cell number.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 피펫은 원심분리가 수행된 상기 제1원뿔형 튜브에 세포 현탄액을 추가로 주입하고, 상기 피펫은 상기 세포 현탄액이 추가로 주입된 상기 검체를 채취하여 상기 제2원뿔형 튜브로 주입할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the pipette further injects a cell suspension liquid into the first conical tube subjected to centrifugal separation, and the pipette collects the specimen into which the cell suspension liquid is further injected, It can be injected into 2 conical tubes.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 인큐베이터는, 하우징, 상기 하우징의 전면에 구비되는 제1도어, 상기 하우징의 전면과 대향하는 상기 하우징의 후면에 구비되는 제2도어, 상기 하우징의 내부에 위치하고, 세포 배양을 위한 복수의 플라스크를 다층으로 적재 가능한 트레이 및 상기 하우징의 외부에 위치하고, 상기 트레이와 결합하여 상기 트레이를 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the incubator includes a housing, a first door provided on a front surface of the housing, a second door provided on a rear surface of the housing opposite to the front surface of the housing, A tray capable of stacking a plurality of flasks for cell culture and a driving unit positioned outside the housing and coupled to the tray to rotate the tray.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 트레이는, 상하 방향으로 등간격으로 배치되는 복수의 플레이트, 상기 복수의 플레이트 중 최상부의 플레이트의 상측에 배치되는 상측 커버 플레이트 및 상기 복수의 플레이트 중 최하부의 플레이트의 하측에 배치되는 하측 커버 플레이트를 포함하고, 상기 복수의 플레이트의 각각은 원형으로 형성되고 상기 복수의 플라스크가 등간격으로 재치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the tray includes a plurality of plates arranged at equal intervals in the vertical direction, an upper cover plate disposed on the uppermost plate of the plurality of plates, And a lower cover plate disposed on the lower side, wherein each of the plurality of plates is formed in a circular shape and the plurality of flasks can be placed at regular intervals.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 플레이트, 상기 상측 커버 플레이트 및 상기 하측 커버 플레이트는 각각 등간격으로 위치하는 8개의 결합홈을 포함하고, 상기 트레이는, 상기 복수의 플레이트, 상기 상측 커버 플레이트 및 상기 하측 커버 플레이트의 8개의 결합홈을 연직방향으로 통과하여 상기 복수의 플레이트, 상기 상측 커버 플레이트 및 상기 하측 커버 플레이트를 결합하는 8개의 결합봉을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plurality of plates, the upper cover plate, and the lower cover plate each include eight coupling grooves located at equal intervals, and the tray includes the plurality of plates, And eight connecting rods passing through the eight connecting grooves of the lower cover plate in the vertical direction to connect the plurality of plates, the upper cover plate and the lower cover plate.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부는 상기 하우징의 상측에 위치하고, 상기 상측 커버 플레이트의 중앙에 결합될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the driving unit is located on the upper side of the housing and may be coupled to the center of the upper cover plate.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 플레이트는 링 형상의 제1서브 플레이트, 상기 제1서브 플레이트의 직경보다 작은 직경을 가지며 상기 제1서브 플레이트와 동심원 배치되는 링 형상의 제2서브 플레이트, 상기 제1서브 플레이트 및 상기 제2서브 플레이트를 연결하는 복수의 연결부 및 상기 제1서브 플레이트의 상면에 등간격으로 위치하고 상기 플라스크의 재치 위치를 가이드하는 복수의 가이드를 포함하고, 상기 결합봉은 상기 복수의 플레이트의 제2서브 플레이트를 통과하며, 상기 플라스크의 재치 위치를 가이드할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the plurality of plates include a ring-shaped first sub-plate, a ring-shaped second sub-plate having a diameter smaller than the diameter of the first sub-plate and concentric with the first sub- A plurality of connecting portions connecting the first sub-plate and the second sub-plate, and a plurality of guides positioned equidistantly on the upper surface of the first sub-plate and guiding the placement position of the flask, Through the second sub-plate of the plate of the flask to guide the placement position of the flask.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 플레이트는, 상기 연결부로부터 인큐베이터의 하측 방향으로 연장 형성되어 상기 플레이트의 휨을 방지하는 복수의 보강부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plurality of plates may further include a plurality of reinforcing portions extending from the connecting portion in the downward direction of the incubator to prevent warping of the plate.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제2도어의 크기는 상기 제1도어의 크기보다 작고, 상기 제1도어는 사용자에 의해 개폐 가능하고, 상기 제2도어는 자동 개폐되고, 상기 제2도어를 통해 플라스크 핸들링 로봇에 의해 플라스크가 상기 하우징의 내외부로 반송될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the size of the second door is smaller than the size of the first door, the first door is openable and closable by a user, the second door is automatically opened and closed, The flask can be carried by the flask handling robot to the inside and outside of the housing.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다The above-described task solution is merely exemplary and should not be construed as limiting the present disclosure. In addition to the exemplary embodiments described above, there may be additional embodiments described in the drawings and detailed description of the invention
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 자동적으로 세포 배양 및 분주가 가능한 무인 자동화 세포 배양 시스템을 제공할 수 있다.According to the above-mentioned problem solving means of the present invention, it is possible to provide an unmanned automated cell culture system capable of automatically culturing and dispensing cells.
또한, 본원은, 세포 분주시 세포 배양 상태에 기초하여 최적화된 배양액이 주입되도록 제어할 수 있는 무인 자동화 세포 배양 시스템을 제공할 수 있다.Further, the present invention can provide an unmanned automated cell culture system capable of controlling the injection of a culture medium optimized based on the cell culture state upon cell division.
또한, 본원은, 세포 배양 플라스크를 다층으로 적재하는 원형의 플레이트에 의해 플라스크의 효율적인 재치가 가능하다.In addition, the present invention enables efficient placement of the flask by a circular plate that stacks the cell culture flasks in multiple layers.
또한, 본원은, 세포 배양 플라스크를 다층으로 적재하고 회전 가능한 트레이(tray)에 플라스크 핸들링 로봇이 접근하여 자동적으로 플라스크가 이동되도록 반송 환경을 제공하여 다양한 자동화 시스템에 접목시킬 수 있는 세포 배양 인큐베이터를 제공할 수 있다.In addition, the present invention provides a cell culture incubator in which cell culture flasks are stacked in multiple layers, a flask handling robot approaches a rotatable tray, and a transportation environment is automatically provided so that the flask can be moved, can do.
또한, 본원은 세포 배양 플라스크를 다층으로 적재하고 회전 가능한 트레이에 의해 제한된 인큐베이터 공간 내에서 다수의 플라스크의 적재 및 이송 효율을 향상시킬 수 있다.Further, the present application can improve the stacking and transport efficiency of a plurality of flasks in a limited incubator space by stacking cell culture flasks in multiple layers and rotating them.
본원에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable herein are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description .
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 무인 자동화 세포 배양 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 무인 자동화 세포 배양 시스템을 이용한 무인 자동화 세포 배양 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 무인 자동화 세포 배양 시스템에 포함 가능한 세포 배양 인큐베이터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 세포 배양 인큐베이터의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 세포 배양 인큐베이터의 내부를 투영한 사시도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 트레이의 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 플레이트의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 플라스크 핸들링 로봇에 의해 플라스크가 이송되는 실시예를 도시한 도면이다. 1 is a schematic view of an automated cell culture system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of automated cell culture using unmanned automated cell culture system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a cell culture incubator that can be included in an automated cell culture system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view schematically showing a configuration of a cell culture incubator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view illustrating the inside of a cell culture incubator according to an embodiment of the present invention. FIG.
6 is a view showing a configuration of a tray according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a configuration of a plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view illustrating an embodiment in which a flask is transported by a flask handling robot according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" "상부에" "상단에" "하에" "하부에" "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.It is to be understood that throughout the present application, when a member is located on another member "on top," "on top," "under," "bottom," or the like, And the case where another member exists between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 무인 자동화 세포 배양 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic view of an automated cell culture system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 무인 자동화 세포 배양 시스템은 인큐베이터(100), 현미경(201), 용액 저장고(202), 원심분리기(203), 작업대(210), 플라스크 핸들링 로봇(220), 튜브 테이블(230), 그립퍼(240), 피펫(250), 제어부(260), 세포 수 측정기(270)를 포함할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따른 무인 자동화 세포 배양 시스템은 상기의 다양한 구성 중 적어도 일부를 모듈(module)의 형태로 포함할 수 있다.1, an unmanned automated cell culture system includes an
인큐베이터(100)는 세포 배양을 위한 복수의 플라스크(flask)를 다층으로 수용할 수 있다. 상기 인큐베이터(100)에 수용된 플라스크는 플라스크 핸들링 로봇(220)에 의해 현미경(201)으로 이송될 수 있고, 현미경(201)을 통해 플라스크 내의 세포 배양 상태가 관찰될 수 있다.The
작업대(210)는 플라스크의 재치가 가능하고, 세포 배양을 위해 플라스크로의 용액을 투입하기 위한 작업 환경을 제공할 수 있다. 또한 작업대(210) 상에서 플라스크로부터의 검체 채취 및 이송 작업이 수행될 수 있다.The work table 210 is capable of placing the flask and can provide a working environment for injecting the solution into the flask for cell culture. Also, sample collection and transfer operations from the flask can be performed on the work table 210.
용액 저장고(202)는 세포 배양을 위해 필요한 복수의 용액을 저장할 수 있다. 용액 저장고(202)는 예를 들어, 세포 배양 배지, PBS(인산완충식염수, Phosphate Buffer Saline), 트립신(Trypsin), Trypan Blue 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용액 저장고(202)는 냉장/온장의 기능을 모두 구비할 수 있으며, 용액 보관시에는 약 4도씨 정도로 용액 온도를 유지하고, 용액 사용시에 인체의 체온과 유사한 약 37도씨 정도로 용액 온도를 향상시킬 수 있다.The
플라스크 핸들링 로봇(220)은 인큐베이터(100), 현미경(201) 및 작업대(210) 간에 플라스크를 이송할 수 있다. 플라스크 핸들링 로봇(220)은 인큐베이터(100)에 재치된 플라스크를 인큐베이터(100) 내외부로 반송할 수 있다.The
본원의 일 실시예에 따르면 플라스크 핸들링 로봇(220)은 복수의 관절을 포함하는 암(arm)을 포함할 수 있으며, 인큐베이터(100)에 재치된 플라스크를 선택적으로 파지하여 운반할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the
튜브 테이블(230)은 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액의 수용이 가능한 적어도 하나의 원뿔형 튜브를 재치할 수 있다. 예시적으로 원뿔형 튜브는 50ml의 용량으로 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액을 수용할 수 있다.The tube table 230 can accommodate at least one conical tube capable of receiving the solution needed for cell and cell culture. By way of example, a conical tube can hold a solution that is necessary for cell and cell culture at a volume of 50 ml.
원심분리기(203)는 원뿔형 튜브를 수용하고, 원뿔형 튜브 내의 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액에 대해 원심분리를 수행할 수 있다.The
그립퍼(gripper)(240)는 작업대(210), 튜브테이블(230) 및 원심분리기(203) 간에 원뿔형 튜브를 이송할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 그립퍼(240)는 복수의 암을 포함할 수 있으며, 원뿔형 튜브를 선택적으로 파지하여 운반할 수 있다.A
피펫(250)은 플라스크 또는 원뿔형 튜브에 대하여 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액을 주입 또는 채취할 수 있다. 피펫(250)은 용액을 주입 또는 채취하기 위한 시린지(Syringe)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 피펫(250)은 일정량의 액체 시료를 지정된 장소에 자동으로 공급하는 Air Displacement Pipette (ADP) 모듈을 포함할 수 있다.The
세포수 측정기(270)는 원뿔형 튜브 또는 플라스크에 수용된 검체 내의 세포 수를 측정할 수 있다. 예를 들어, 세포수 측정기(270)는 검체의 이미지를 촬영 및 분석하여 세포 수를 카운트(count)할 수 있다.The
제어부(260)는 플라스크 핸들링 로봇(220), 그립퍼(240) 피펫(250) 및 세포 수 측정기(270)의 동작을 제어할 수 있다.The
도 1에서 그립퍼(240), 피펫(250), 제어부(260) 및 세포수 측정기(270)는 설명의 명료화를 위해 단순 블록으로 도시되었을 뿐, 무인 자동화 세포 배양 시스템의 각 모듈 사이에 유기적으로 위치 및 결합될 수 있다. In FIG. 1, the
이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 무인 자동화 세포 배양 시스템의 구동에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the automated unmanned cell culture system according to one embodiment of the present invention will be described.
플라스크 핸들링 로봇(220)은 인큐베이터(100)로부터 원료용 세포를 포함하는 제 1 플라스크를 작업대(210)로 이송할 수 있다. 상기 제1플라스크는 상기 원료용 세포를 보존 및 배양하기 위한 세포 배양 배지를 함유할 수 있다. 예를 들어, 인큐베이터(100)는 64개의 플라스크를 수용할 수 있으며, 원료용 세포를 포함하는 상기 제1플라스크와 빈 63개의 플라스크를 수용하고 있을 수 있다. The
본원의 일 실시예에 따르면, 플라스크 핸들링 로봇(220)은 제 1 플라스크를 작업대(210)로 이송하기 이전에 현미경(201)으로 이송할 수 있다. 현미경(201)을 통해 제1플라스크의 세포의 상태를 확인할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 제1플라스크에 함유된 세포가 사멸하거나 배양이 불가능한 상태로 판단된 경우, 플라스크 핸들링 로봇(220)은 제 1플라스크를 폐기할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the
플라스크 핸들링 로봇(220)은 세포의 상태가 양호한 것으로 확인된 제1플라스크를 작업대(210)로 이송할 수 있다.The
본원의 다른 일 실시예에 따르면, 그립퍼(240)는 원뿔형 튜브를 튜브 테이블(230)에서 작업대(210)로 이송할 수 있다. 피펫(250)은 작업대(210)로 이송된 상기 제1플라스크로부터 세포 샘플을 채취하여 원뿔형 튜브에 주입할 수 있다. 그립퍼(240)는 세포 샘플을 함유한 원뿔형 튜브를 튜브 테이블(230)로 이송할 수 있고, 피펫(250)은 상기 제1플라스크에 함유된 세포 배양 배지를 폐기 시킬 수 있다. 튜브 테이블(230)로 이동된 원뿔형 튜브는 사용자 또는 제어부(260)에 의해 튜브 테이블(230)에 구비된 현미경을 통해 세포의 상태가 확인 될 수 있다. 예시적으로, 사용자 또는 제어부(260)에 의해 원뿔형 튜브에 함유된 세포가 사멸하거나, 배양이 불가능한 상태로 판단된 경우, 플라스크 핸들링 로봇(220)은 상기 제1플라스크를 폐기할 수 있다.According to another embodiment of the invention, the
피펫(250)은 세포 분리를 위한 제 1용액을 용액 저장고(202)로부터 일정량을 채취할 수 있다. 또한, 작업대(210)로 이송된 제 1플라스크에 제1용액을 주입할 수 있다. 상기 제 1 용액은 예를 들어, 세포 분리를 용이하게 하기 위한 PBS용액일 수 있다.The
플라스크 핸들링 로봇(220)은 제1플라스크에 주입된 제1용액이 세포와 반응할 수 있도록 제1플라스크를 흔들 수 있다. 또한, 소정 시간 경과 후 피펫(250)은 제1플라스크로부터 제1용액을 제거할 수 있다.The
다음으로, 피펫(250)은 세포 분리를 위한 제2용액을 용액 저장고(202)로부터 제1플라스크로 주입할 수 있다. 제 2용액은 예를 들어 트립신 용액일 수 있다.Next, the
플라스크 핸들링 로봇(220)은 제2용액이 주입된 제1플라스크를 인큐베이터(100)로 이송하여 제1플라스크내의 원료용 세포가 미리 설정된 시간동안 인큐베이터(100) 내에서 배양될 수 있다. 제1플라스크는 제2용액과 반응하여 인뷰베이터(100)내에서 배양될 수 있다. 상기 미리 설정된 시간은 예를 들어 3분 내지 5분일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. The
플라스크 핸들링 로봇(220)은 미리 설정된 시간동안 배양된 제1플라스크를 인큐베이터(100)로부터 작업대(210)로 이송할 수 있다. 또한, 피펫(250)은 용액 저장고(202)로부터 채취한 세포 배양 배지를 제1플라스크에 주입할 수 있다. The
그립퍼(240)는 제1원뿔형 튜브를 튜브 테이블(202)로부터 작업대(210)로 이송하고, 피펫(250)은 세포 배양 배지가 주입된 제1플라스크로부터 원료용 세포를 포함하는 검체를 채취하여 제1원뿔형 튜브로 주입할 수 있다. 검체가 채취된 제1플라스크는 플라스크 핸들링 로봇(220)에 의해 폐기될 수 있다.The
그립퍼(240)는 제1원뿔형 튜브를 원심분리기(203)으로 이송할 수 있고, 원심분리기(203)는 제1원뿔형 튜브 내의 검체에 대하여 원심분리를 수행할 수 있다. 예시적으로, 원심분리가 완료된 제1 원뿔형 튜브 내의 검체는 세포층과 세포층 상측의 용액층으로 분리될 수 있다. 그립퍼(240)는 원심분리가 완료된 제1원뿔형 튜브를 원심분리기(203)로부터 작업대(210)로 이송할 수 있고, 피펫(250)은 상기 제1원뿔형 튜브로부터 상층부 현탄액을 제거할 수 있다.The
또한, 피펫(250)은 용액 저장고(202)로부터 채취한 세포 배양 배지를 제1원뿔형 튜브에 재주입할 수 있다. 상층부 현탁액이 제거된 세포에 세포 배양 배지가 재주입됨에 따라 세포 보존 및 배양 환경이 유지될 수 있다.Further, the
사용자에 의해 또는 현미경에 의해 원심분리가 수행된 제1원뿔형 튜브에 함유된 세포 희석액의 농도를 확인할 수 있다. 예를 들어, 세포 희석액의 농도는 원료용 세포 대비 상기 재주입된 세포 배양 배지를 포함하는 용액의 농도를 의미할 수 있다. 제1원뿔형 튜브의 세포 희석액의 농도가 기설정된 농도 이상인 경우, 즉 용액 대비 원료용 세포의 개체수가 많을 경우, 피펫(250)은 제1원뿔형 튜브에 세포 현탄액을 추가로 주입할 수 있다. 세포 현탄액은 예시적으로 세포 배양 배지일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.The concentration of the cell diluent contained in the first conical tube which has been centrifuged by the user or by microscopy can be determined. For example, the concentration of the cell diluent may mean the concentration of the solution containing the re-injected cell culture medium relative to the cells for the raw material. When the concentration of the cell diluent in the first conical tube is higher than the predetermined concentration, that is, when the population of cells for the raw material is larger than that of the solution, the
제1원뿔형 튜브에 함유된 세포 희석액의 농도가 기설정된 농도 미만인 경우, 피펫(250)은 원심분리가 수행된 제1원뿔형 튜브로부터 원료용 세포를 포함하는 세포 현탄액의 검체를 채취할 수 있으며, 채취한 검체를 제2원뿔형 튜브에 주입할 수 있다. 상기 제2원뿔형 튜브는 상기 제1원뿔형 튜브와는 다른 빈(empty) 튜브일 수 있다. 또한 피펫(250)은 용액 저장고(202)로부터 세포 염색을 위한 제3용액을 채취하여, 상기 제2 원뿔형 튜브에 주입할 수 있다. 상기 제3용액은 세포 염색을 위한 Trypan Blue 용액일 수 있다. 세포 수 측정기(270)는 제3용액이 주입된 제2원뿔형 튜브 내의 검체에 대하여 세포 수를 측정할 수 있다.When the concentration of the cell diluent contained in the first conical tube is less than the preset concentration, the
플라스크 핸들링 로봇(220)은 인큐베이터(100)로부터 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크를 작업대(210)로 이송할 수 있다. 예시적으로, 상기 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크는 상기 제1플라스크와는 상이한 빈 플라스크 일 수 있다. The
피펫(250)은 용액 저장고(202)로부터 세포 배양 배지를 채취하여 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크에 각각 주입할 수 있다. 예시적으로, 피펫(250)은 상기 세포 수 측정기(270)에 의해 측정된 세포 수에 기초하여 상기 세포 배양 배지의 양을 결정하여 주입할 수 있다. 즉, 세포의 보존 및 배양 환경이 최적화되도록 세포 수에 기초하여 세포 배양 배지의 주입량이 조절될 수 있다.The
피펫(250)은 원심분리가 수행된 제1원뿔형 튜브로부터 원료용 세포를 포함하는 세포 현탄액을 상기 세포 배양 배지가 각각 주입된 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크로 균등 주입할 수 있다. 또한, 플라스크 핸들링 로봇(220)은 세포 현탄액을 포함하는 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크를 인큐베이터(100)으로 이송할 수 있다. 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크는 인큐베이터(100)내에서 배양될 수 있다.The
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 무인 자동화 세포 배양 시스템을 이용한 무인 자동화 세포 배양 방법에 대한 흐름도이다. 도 2에 도시된 무인 자동화 세포 배양 방법은 앞선 도 1을 통해 설명된 무인 자동화 세포 배양 시스템에 의하여 수행될 수 있다. 따라서 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1을 통해 무인 자동화 세포 배양 시스템에 대하여 설명된 내용은 도 2에도 동일하게 적용될 수 있다FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of automated cell culture using unmanned automated cell culture system according to an embodiment of the present invention. The automated unmanned cell culture method shown in FIG. 2 can be performed by the automated unmanned cell culture system described above with reference to FIG. Therefore, even if omitted below, the description of the unmanned automated cell culture system through FIG. 1 can be similarly applied to FIG. 2
단계 S201에서 플라스크 핸들링 로봇(220)은 인큐베이터로부터 원료용 세포를 포함하는 제1플라스크를 작업대(210)로 이송할 수 있고, 피펫(250)은 세포 분리를 위한 제1용액을 용액 저장고(202)로부터 제1플라스크로 주입할 수 있다. 상기 제 1 용액은 예를 들어, PBS일 수 있다.In step S201, the
단계 S202에서 플라스크 핸들링 로봇(220)은 제1용액이 주입된 상기 제1플라스크를 흔들고, 피펫(250)은 제1플라스크로부터 제1용액을 제거하고, 피펫(250)은 세포 분리를 위한 제2용액을 용액 저장고(202)로부터 제1플라스크로 주입할 수 있다. 제2용액은 예를 들어, 트립신일 수 있다.In step S202, the
단계 S203에서 플라스크 핸들링 로봇(220)은 제2용액이 주입된 제1플라스크를 인큐베이터(100)로 이동할 수 있고, 인큐베이터(100)는 제1플라스크 내의 원료용 세포를 미리 설정된 시간 동안 배양할 수 있다.In step S203, the
단계 S204에서 플라스크 핸들링 로봇(220)은 인큐베이터(100)로부터 제1플라스크를 작업대(210)로 이송할 수 있고, 피펫(250)은 세포 배양 배지를 용액 저장고(202)로부터 제1플라스크로 주입할 수 있다.In step S204, the
단계 S205에서 그립퍼(240)는 제1원뿔형 튜브를 튜브 테이블(230)로부터 작업대(210)로 이송할 수 있고, 피펫(250)은 세포 배양 배지가 주입된 제1플라스크로부터 원료용 세포를 포함하는 검체를 채취하여 제1원뿔형 튜브로 주입할 수 있다.In step S205, the
단계 S206에서 그립퍼(240)는 제1원뿔형 튜브를 원심분리기(203)로 이송할 수 있고, 원심분리기(203)는 제1원뿔형 튜브 내의 검체에 대하여 원심분리를 수행할 수 있다.In step S206, the
단계 S207에서 그립퍼(240)는 제1원뿔형 튜브를 원심분리기(203)로부터 작업대(210)로 이송할 수 있고, 피펫(250)은 제1원뿔형 튜브로부터 상층부 현탄액을 제거할 수 있고, 피펫(250)은 용액 저장고(202)로부터 제1원뿔형 튜브로 세포 배양 배지를 재주입할 수 있다.In step S207, the
단계 S208에서 제어부(260)는 원심분리가 수행된 제1원뿔형 튜브에 함유된 세포 희석액의 농도를 확인할 수 있다. In step S208, the
단계 S209에서 제어부(260)가 제1원뿔형 튜브가 기설정된 농도 이상인 경우를 확인하면, 즉 용액 대비 원료용 세포의 개체수가 많을 경우, 피펫(250)은 제1원뿔형 튜브에 세포 현탄액을 추가로 주입할 수 있다. 세포 현탄액은 예시적으로 세포 배양 배지일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.If the
단계 S210에서 제어부(260)에서 제1원뿔형 튜브의 함유된 세포 희석액의 농도가 기설정된 농도 미만인 경우를 확인하면, 피펫(250)은 제1원뿔형 튜브로부터 원료용 세포를 포함하는 세포 현탄액의 검체를 채취할 수 있으며, 채취한 검체를 제2원뿔형 튜브에 주입할 수 있다. 또한 피펫(250)은 용액 저장고(202)로부터 세포 염색을 위한 제3용액을 채취하여, 제2 원뿔형 튜브에 주입할 수 있다. 세포 수 측정기(270)은 제3용액이 주입된 제2원뿔형 튜브 내의 검체에 대하여 세포 수를 측정할 수 있다.If the
본원의 일 실시예에 따르면, 피펫(250)은 세포 현탄액이 추가 주입된 제 1원뿔형 튜브로부터 원료용 세포를 포함하는 세포 현탄액의 검체를 채취할 수 있으며, 채취한 검체를 제2원뿔형 튜브에 주입할 수 있다. 또한, 단계 S209에서 피펫(250)은 세포 현탄액을 추가로 주입된 제1원뿔형 튜브로부터 원료용 세포를 포함하는 세포 현탄액의 검체를 채취할 수 있으며, 채취한 검체를 제2원뿔형 튜브에 주입할 수 있다. 피펫(250)은 용액 저장고(202)로부터 세포 염색을 위한 제3용액을 채취하여, 제2 원뿔형 튜브에 주입할 수 있다. 세포 수 측정기(270)은 제3용액이 주입된 제2원뿔형 튜브 내의 검체에 대하여 세포 수를 측정할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the
단계 S211에서 플라스크 핸들링 로봇(220)은 인큐베이터(100)로부터 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크를 작업대(210)로 이송할 수 있고, 피펫(250)은 세포 배양 배지를 용액 저장고(202)로부터 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크로 주입할 수 있다. 예시적으로, 상기 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크는 세포를 주입받아 배양에 활용되기 위한 것으로, 빈 플라스크 일 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 단계 S211에서 피펫(250)은 상기 단계 S210에서 확인된 세포 수에 따라 상기 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크로 주입하는 세포 배양 배지의 양을 결정할 수 있다.The
단계 S212에서 피펫(250)은 원심분리가 수행되고 상기 단계 S207에서 세포 배양 배지가 추가로 주입된 제1원뿔형 튜브로부터 원료용 세포를 포함하는 세포 현탄액을 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크로 균등 주입할 수 있다.In step S212, the
단계 S213에서 플라스크 핸들링 로봇(220)은 세포 현탄액을 포함하는 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크를 인큐베이터(100)로 이송할 수 있고, 인큐베이터(100)는 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크의 세포를 배양할 수 있다.In step S213, the
상술한 바와 같이, 본원의 일 실시예에 따른 무인 자동화 세포 배양 시스템에 따르면, 원료 세포의 배양 공정이 자동으로 수행될 수 있다.As described above, according to the unmanned automated cell culture system according to one embodiment of the present invention, the cultivation process of the source cells can be performed automatically.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른, 무인 자동화 세포 배양 시스템에 포함 가능한 세포 배양 인큐베이터를 개략적으로 나타낸 도면이다.3 is a schematic diagram of a cell culture incubator that can be included in an automated cell culture system according to one embodiment of the present invention.
도 3에서 도 3(a)는 인큐베이터의 사시도를 나타내고, 도 3(b)는 인큐베이터의 배면도를 나타내고, 도 3(c)는 인큐베이터의 단면도를 나타낸다.3 (a), 3 (b) and 3 (c) show a perspective view of the incubator, a back view of the incubator and a cross-sectional view of the incubator, respectively.
도 3(a) 내지 도 3(c)를 참조하면, 인큐베이터(100)는 하우징(101), 제 1도어(door)(102), 제 2도어(door)(103), 트레이(tray)(110) 및 구동부(120)를 포함할 수 있다. 제 1도어(102)는 하우징(101) 전면에 구비될 수 있다. 제 2도어(103)는 하우징(101)의 전면과 대향하는 하우징(101)의 후면에 구비될 수 있다. 여기서 전면이란, 도 3(a)를 기준으로 8시 방향을 의미할 수 있고, 후면은 2시 방향을 의미할 수 있다.3 (a) to 3 (c), the
도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 제 1도어(102)는 사용자에 의해 개폐가 가능하다. 사용자는 제 1도어(102)를 열어 세포를 배양하기 위한 플라스크를 트레이(110)에 재치시킬 수 있고, 기 재치된 플라스크를 인큐베이터(100)의 외부로 반출할 수 있다. 또한 제 2도어(103)은 자동으로 개폐될 수 있다. 제 2도어(103)의 자동 개폐는 도 8을 통해 후술하기로 한다.3 (a) and 3 (b), the
본원의 일 실시예에 따르면, 제 2도어(103)는 제1도어(102)의 크기보다 작게 형성될 수 있다. 제 2도어(103)의 크기를 제 1도어(102)의 크기보다 작게 형성함으로써, 플라스크 핸들링 로봇에 의해 제2도어(103)를 통해 플라스크를 이송 및 재치함에 있어, 인큐베이터(100) 내부의 이산화탄소 농도, 온도, 습도 등의 배양 환경의 항상성을 유지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the
도 3(c)를 참조하면, 인큐베이터(100)는 세포 배양에 사용되는 플라스크를 적재하는 트레이(110)와 트레이를 회전시키는 구동부(120)를 포함할 수 있다. 트레이(110)는 하우징(101)의 내부에 위치하고, 세포 배양을 위한 복수의 플라스크(flask)를 다층으로 적재할 수 있다. Referring to FIG. 3 (c), the
구동부(120)는 하우징(101)의 외부에 위치하고 트레이(110)와 결합하여 트레이(110)를 회전시킬 수 있다. 상기 트레이(110) 및 구동부(120)는 도 4 내지 도5를 통해 보다 상세히 살펴보기로 한다.The driving
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 세포 배양 인큐베이터의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본원의 일 실시예에 따른 세포 배양 인큐베이터의 내부를 투영한 사시도이다.FIG. 4 is a view schematically showing a configuration of a cell culture incubator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view illustrating the inside of a cell culture incubator according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 트레이(110)는 상하 방향으로 등간격으로 배치되는 복수의 플레이트(111)를 포함할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 복수의 플레이트(111) 각각은 원형으로 형성되고, 복수의 플라스크(10)가 플레이트(111) 상에 등간격으로 재치될 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 트레이(110)는 8개의 플레이트(111)를 포함할 수 있고, 각 플레이트(111)에는 8개의 플라스크(10)가 재치될 수 있다.4 to 5, the
도 4를 참조하면, 트레이(110)는 복수의 플레이트(111) 중 최상부의 플레이트의 상측에 배치되는 상측 커버 플레이트(112)를 포함하고, 복수의 플레이트(111) 중 최하부의 플레이트의 하측에 배치되는 하측 커버 플레이트(113)를 포함할 수 있다. 상술한 플레이트들(111, 112, 113)의 형상 및 플라스크(10)의 재치는 도 7을 통해 후술한다.4, the
도 4를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따르면, 구동부(120)는 하우징(101)의 상측에 위치할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 하우징(101)의 하측에 위치할 수도 있다. 구동부(120)의 위치는 반드시 상술한 예에 한정되는 것은 아니다. 구동부(120)를 하우징(101)의 상측에 위치시킴으로써 향후 유지보수가 용이한 이점이 있다.Referring to FIG. 4, according to one embodiment of the present invention, the driving
본원의 일 실시예에 따르면, 구동부(120)는 상측 커버 플레이트(112)의 중앙에 결합될 수 있다. 구동부(120)는 상측 커버 플레이트(112)의 중앙 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 트레이(110)의 중앙에 결합되어 구동부(120)가 구동됨에 따라, 구동부(120)로부터 발생한 동력이 전달되어 트레이(110)가 회전할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the driving
구동부(120)는 트레이(110)가 회전할 수 있도록, 트레이(110)와 연결되는 암(arm)을 통해 트레이(110)에 구동력을 전달할 수 있다. 또한 구동부(120)는 다양한 종류의 모터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 구동부(120)는 서보 모터(servo motor) 또는 스텝 모터(step motor)를 포함할 수 있다.The driving
또한, 인큐베이터(100)는 제2도어(103), 구동부(120)의 구동을 제어하기 위한 제어부(130)를 포함할 수 있다. 제어부(130)는 인큐베이터(100)와 연동된 외부장치로부터, 사용자 입력에 기초한 제어 신호를 수신할 수 있고, 상기 제어 신호에 기초하여 구동부(120)의 구동을 제어할 수 있다. 상기 외부 장치는 예를 들면, 컴퓨터, 노트북, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 같은 모든 종류의 유, 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.In addition, the
도 5를 참조하면 인큐베이터(100)는 하우징(10) 내에 습도 조절을 위한 수분을 수용하는 워터 팬(water pan)(104)를 구비할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 후술하는 센서부에 의해 워터 팬(104)에 담긴 액체의 수위를 감지하고, 이에 기초하여 하우징(10)내의 환경이 제어될 수 있다.Referring to FIG. 5, the
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 트레이의 구성을 도시한 도면이다.6 is a view showing a configuration of a tray according to an embodiment of the present invention.
도 6에서 도 6(a)는 트레이(110)의 제 1실시예를 도시한 도면이고, 도6(b)는 트레이(110)의 제 2실시예를 도시한 도면이다.FIG. 6A to FIG. 6A are views showing a first embodiment of the
도 6(a)를 참조하면, 복수의 플레이트(111), 상측 커버 플레이트(112) 및 하측 커버 플레이트(113)는 각각 등간격으로 위치하는 8개의 결합홈(114)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 상기 각각의 플레이트(111, 112, 113) 에 포함된 결합홈(114)은 연직방향에서 보았을 때 각각의 플레이트(111, 112, 113) 상호간 대칭되어 동일한 위치로 형성될 수 있다.6A, the plurality of
트레이(110)는 복수의 플레이트(111), 상측 커버 플레이트(112) 및 하측 커버 플레이트(113)의 대응하는 8개의 결합홈(114)을 연직방향으로 통과하여 복수의 플레이트(111), 상측 커버 플레이트(112) 및 하측 커버 플레이트(113)를 결합하는 8개의 결합봉(115)을 포함할 수 있다. 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 각 플레이트(111, 112, 113)의 결합홈(114)이 서로 등간격으로 위치하고, 플레이트 상호간 대칭된 위치에 형성됨으로써, 결합홈(114)을 통과하는 결합봉(115)이 동일한 간격으로 이격되고, 각각의 플레이트(111, 112, 113)로부터 수직하게 위치될 수 있다. 상술한 설명에서는 결합홈(114) 및 결합봉(115)이 8개인 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The
결합봉(115)은 복수의 플레이트(111) 각각을 소정의 높이에서 고정하는 지지 부재(116)를 포함할 수 있다. 지지 부재(116)는 도 6(a)에 도시된 바와 같이 결합봉(115)의 길이 내에서 등간격으로 복수개 구비될 수 있다. 또한, 각각의 결합봉(115)에 구비된 지지 부재(116)는 지지 부재(116) 상호간 동일한 높이로 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 6(a)를 참조하면, 지지 부재(116) 각각이 서로 다른 결합봉(115)에서 동일한 높이로 구비됨에 따라, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 복수의 플레이트(111)가 수평하게 위치할 수 있고, 복수의 플레이트(111) 간 동일한 간격으로 결합봉(115)에 고정될 수 있다.The
본원의 일 실시예에 따르면, 상측 커버 플레이트(112)의 상면에는 구동부(120)와 연결되는 결합 부재(117)가 구비될 수 있다. 예시적으로, 결합 부재(117)는 상측 커버 플레이트(112)의 중앙에 구비될 수 있다. 결합 부재(117)는 다양한 결합 방식으로 구동부(120)와 연결될 수 있다. 예를 들면, 나사결합, 볼트결합, 쐐기결합 방식 등을 통해 구동부(120)의 암(arm)과 연결될 수 있다. 구동부(120)에서 발생한 구동력은 결합 부재(117)를 통해 트레이(110)에 전달되어, 트레이(110)가 회전할 수 있다. 결합 부재(117) 및 구동부(120)의 연결은 상술한 설명에 한정하지 않는다.According to one embodiment of the present invention, a
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 플레이트의 구성을 도시한 도면이다. 도 7에서 도 7(a)는 플레이트의 정면 사시도이고, 도 7(b)는 플레이트에 플라스크가 재치된 실시예를 도시한 도면이다.7 is a view showing a configuration of a plate according to an embodiment of the present invention. 7 (a) is a front perspective view of the plate, and Fig. 7 (b) is a view showing an embodiment in which a flask is placed on a plate.
하기의 설명은 복수의 플레이트(111) 중 어느 하나를 기준으로 설명하며, 복수의 플레이트(111)는 동일한 형상 또는 구성을 가질 수 있다. 도 7(a)를 참조하면, 플레이트(510)는 제1 서브 플레이트(520), 제2 서브 플레이트(530), 복수의 연결부(540), 복수의 가이드(550), 및 복수의 보강부(560)를 포함할 수 있다.The following description will be made with reference to any one of the plurality of
도 7(a)를 참조하면, 제 1 서브 플레이트(520)는 링 형상으로 구비될 수 있다. 또한, 제 1서브 플레이트(520)는 등간격으로 형성된 복수개의 홀을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7A, the
제 2서브 플레이트(530)는 제 1서브 플레이트(520)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 또한, 제 1 서브 플레이트(520)와 동심원으로 배치되는 링 형상으로 구비될 수 있다. 제 2서브 플레이트(530)는 등간격으로 형성된 복수개의 홀 및 결합봉(115)이 통과되는 8개의 결합홈(511)을 포함할 수 있다. 8개의 결합홈(511)은 도 6 에서 설명한 8개의 결합홈(114)과 동일한 개념으로 이해될 수 있다.The
복수의 연결부(540)는 제1서브 플레이트(520) 및 제2서브 플레이트(530)를 연결할 수 있다. 또한 연결부(540)는 등간격으로 형성된 복수개의 홀을 포함할 수 있다.The plurality of
상술한 플레이트(510)가 원형으로 형성됨에 따라, 플레이트(510)에 재치되는 플라스크(10)를 최대의 효율로 재치시킬 수 있다. 또한, 원형의 플레이트(510)에 의해 하우징(10)의 제약된 공간 내에서 다수의 플레이트(510)를 포함하는 트레이(110)가 최대 효율을 발휘할 수 있다. 자세히 설명하면, 원형의 플레이트(510)에 의해 도 5에 도시된 바와 같이 트레이(110)가 원기둥의 형상으로 구성될 수 있고, 구동부(120)에 의한 트레이(110)의 회전만으로 플라스크를 반입출할 수 있어 하우징(10) 내 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 예를 들어, 트레이(110)가 사각 형상으로 형성된 경우에 비해 다수의 플라스크(10)를 재치할 수 있고, 트레이(110)를 회전시켜 반출이 필요한 플라스크를 플라스크 핸들링 로봇(220)으로 위치시킴으로써, 플라스크 핸들링 로봇(220)의 수평 방향으로의 이송이 불필요하고 공간 활용을 극대화시킬 수 있다.As the
복수의 가이드(550)는 제 1서브 플레이트(520)의 상면에 등간격으로 위치하고 플라스크(10)의 재치 위치를 가이드 할 수 있다. 도 7(a)를 참조하면, 복수의 가이드(550) 각각은 소정의 길이를 가지고, 가이드(550) 간 등간격으로 이격되어 제 1서브 플레이트(520)의 상면에 구비될 수 있다. 플라스크(10)는 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 가이드(550)와 가이드(550)간의 간격으로 재치될 수 있다. The plurality of
상술한, 결합봉(115)은 복수의 플레이트(510)의 제 2서브 플레이트(530)를 통과하며 플라스크(10)의 재치 위치를 가이드 할 수 있다. 도 7(b)를 참조하면, 8개의 결합봉(115)는 제 2서브 플레이트(530)에 형성된 8개의 결합홈(511)을 통과할 수 있다. 이때, 결합봉(115)과 결합봉(115)사이의 간격으로 플라스크(10)가 재치될 수 있다.The
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 가이드(550) 각각이 등간격으로 이격 배치되고, 상기 결합봉(115) 각각이 등간격으로 이격 배치됨에 따라 인접한 2개의 가이드(550), 인접한 2개의 결합봉(115)이 형성한 하나의 연결부(540) 상부의 공간으로 플라스크(10)가 재치될 수 있다. 상기 가이드(550) 각각의 등간격과 결합봉(115) 각각의 등간격은 상이할 수 있다. 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 복수의 결합봉(115)간의 간격으로 플라스크(10)의 전단(제 2서브 플레이트(530)를 향하는 부분)이 재치되고, 복수의 가이드(550) 간의 간격으로 플라스크(10)의 후단이 재치됨으로써, 복수의 플라스크(10)가 일정한 간격으로 재치되도록 가이드할 수 있으며, 구동부(120)에 의한 회전시 재치에 대한 안정성을 복수의 플라스크(10)에 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the
도 7(a)를 참조하면, 복수의 보강부(560)는 연결부(540)로부터 인큐베이터(100)의 하측 방향으로 연장 형성되어 플레이트(510)의 휨을 방지할 수 있다. 플레이트(510)에 재치되는 플라스크(10)의 하중은 제1 서브 플레이트(520)의 가이드(550)간 간격과, 제 2 서브 플레이트(530)의 결합봉(115)간 간격 및 연결부(540)에 가중된다. 상기 연결부(540)에 보강부(560)가 구비됨으로써 플라스크(10)에 의한 하중을 분산시킬 수 있고, 플레이트(510) 전반에 걸쳐 복수개의 플라스크(10)에 의한 하중이 고르게 분산될 수 있다. 상술한 설명에서 가이드(550) 및 보강부(560)는 플레이트(510)와 일체형인 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 보강부(560)는 연결부(540)의 양측에 구비될 수 있다. 트레이(110)의 무게를 최소화하기 위해 제1서브 플레이트(520) 및 제2서브 플레이트(530)가 링 형상으로 형성되어 플레이트(510) 각각은 다수의 홈을 포함할 수 있다. 이러한 상황에서 복수의 보강부(560)는 플라스크(10)가 플레이트(510)에 재치되었을 때 플레이트(510)의 휨을 방지할 수 있다.7A, a plurality of reinforcing
본원의 일 실시예에 따르면, 인큐베이터(100)는 센서부(미도시)를 포함할 수 있다. 센서부는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 워터 팬(104)에 담긴 액체의 수위를 측정하는 수위 감지 센서, 하우징(10)내 온도 및 습도를 감지하는 온습도 감지 센서 및 플레이트(111) 또는 플라스크(10)의 위치를 감지하는 위치 감지센서를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the
또한, 인큐베이터(100)는 하우징(10)내 환경을 제어하는 환경 조절 수단 및 상기 환경 조절 수단을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 수위 감지 센서 및 온습도 감지 센서에서 감지한 값에 기초하여, 세포 배양에 최적화된 환경을 조성하도록 환경 조절 수단을 제어할 수 있다. 환경 조절 수단은 프로세서의 명령에 기초하여 하우징(10) 내 온도 및 습도를 제어할 수 있다. 상술한 센서부 및 환경 조절 수단은 상기 설명에 한정하지 않고, 세포 배양과 관련된 다양한 파라미터를 감지할 수 있고, 상기 파라미터에 대응하는 조절 수단이 구비될 수 있다.In addition, the
본원의 일 실시예에 따르면, 제어부(130)는 위치 감지 센서에서 획득한 플라스크(10)의 위치 정보를 포함하는 플라스크 정보를 외부 장치로 전송할 수 있다. 상기 플라스크 정보는 플라스크(10)가 재치된 플레이트(111)의 위치 정보 및 플라스크(10)가 재치된 시간 정보 등을 포함할 수 있다. 외부 장치는 제어부(130)로부터 수신한 플라스크 정보를 저장할 수 있고, 플라스크 정보에 기초하여 플레이트(111) 및 재치된 플라스크(10)의 위치를 사용자에 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 플라스크 핸들링 로봇에 의해 플라스크가 이송되는 실시예를 도시한 도면이다.FIG. 8 is a view illustrating an embodiment in which a flask is transported by a flask handling robot according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 인큐베이터(100)의 제어부(130)는 외부로 반송할 플라스크(10)에 대한 정보, 제2도어(103)의 제어 신호 및 구동부(120)의 구동 신호를 생성할 수 있다. 제어부(130)는 상기 제어 신호 및 구동 신호에 기초하여 제 2도어(103)를 열고 상기 플라스크(10)가 제 2도어(103)에 대응하는 위치로 이동되도록 구동부(120)를 제어할 수 있다. 구동부(120)는 트레이(110)를 회전하여 상기 플라스크(10)를 제 2도어(103)에 대응하는 위치로 이동시킬 수 있다. 8, the
외부장치와 연동되는 플라스크 핸들링 로봇(620)은 제 2도어(103)에 대응하는 위치로 이동할 수 있다. 상기 플라스크 핸들링 로봇(620)은 도 1의 플라스크 핸들링 로봇(220)과 동일 내지 유사한 개념으로 이해될 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 플라스크 핸들링 로봇(620)은 자체적으로 제어부 및 통신부를 구비할 수도 있다. 이에 따라 플라스크 핸들링 로봇(620)은 인큐베이터(100)로부터 반출할 플라스크의 위치에 관한 정보를 수신할 수도 있다. 플라스크 핸들링 로봇(620)은 상기 플라스크(10)가 위치한 높이로 상하 이동이 가능하며, 제 2도어(103)를 통해 상기 플라스크(10)를 하우징(101) 외부로 반송할 수 있다. 반송된 플라스크(10)는 상술한 도 1 내지 도 2 의 무인 자동화 세포 배양 시스템에 의해 무인 자동화 세포 배양이 수행될 수 있다.The
또한, 상술한 제어신호의 송수신 및 플라스크 핸들링 로봇(620)의 움직임에 따라 외부로부터 플라스크를 하우징(101) 내부로 반송할 수 있다. 따라서 플라스크(10)는 외부장치 및 플라스크 핸들링 로봇(620)에 의해 선택적으로 하우징(101) 내외부로 반송될 수 있다.In accordance with the control signal transmission / reception and the movement of the
상술한 바와 같이 플레이트(111)가 원형으로 형성되고 회전함에 따라 플라스크 핸들링 로봇(620)의 구동이 최소화될 수 있다. 예를 들어, 플레이트(111)가 다각형으로 형성되어 한 변에 복수개의 플라스크가 재치된 경우, 플라스크 핸들링 로봇(620)은 목표하는 플라스크를 반송하기 위해 상하뿐만 아니라 좌우 이동을 수행해야 하므로, 위치선정에 시간 및 공간이 소비되어 비 효율적인 반송작업이 이루어지게 된다.As described above, the driving of the
본원의 일 실시예에 따르면, 인큐베이터(100)는 상술한 플라스크 핸들링 로봇(620)뿐만 아니라 다양한 자동화 로봇에 의해 플라스크(10)의 재치 또는 반송이 가능하다.According to one embodiment of the present invention, the
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 겹합된 형태로 실시될 수 있다. It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed in a similar fashion may also be implemented.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10: 플라스크
100: 세포 배양 인큐베이터
101: 하우징
102: 제 1도어
103: 제 2도어
104: 워터 팬
110: 트레이
111, 510: 플레이트
112: 상측 커버 플레이트
113: 하측 커버 플레이트
114, 511: 결합홈
115: 결합봉
116: 지지 부재
117: 결합 부재
120: 구동부
130, 260: 제어부
201: 현미경
202: 용액 저장고
203: 원심분리기
210: 작업대
220, 620: 플라스크 핸들링 로봇
230: 튜브 테이블
240: 그립퍼
250: 피펫
270: 세포 수 측정기
520: 제 1서브 플레이트
530: 제 2서브 플레이트
540: 연결부
550: 가이드
560: 보강부10: Flask
100: Cell culture incubator
101: Housing
102: first door
103: Second door
104: Water Fans
110: Tray
111, 510: plate
112: upper cover plate
113: Lower cover plate
114, 511: coupling groove
115: coupling rod
116: Support member
117:
120:
130, 260:
201: Microscope
202: solution reservoir
203: Centrifuge
210: worktable
220, 620: Flask handling robot
230: tube table
240: gripper
250: pipette
270: Cell Counter
520: first sub-plate
530: second sub-plate
540: Connection
550: Guide
560:
Claims (9)
세포 배양을 위한 복수의 플라스크(flask)를 다층으로 수용하는 인큐베이터(incubator);
상기 플라스크 내의 세포의 배양 상태를 관찰하는 현미경;
상기 플라스크의 재치가 가능하고, 세포 배양을 위해 상기 플라스크로의 용액의 투입, 상기 플라스크로부터의 검체 채취 및 이송 작업을 수행하는 작업대;
세포 배양을 위해 필요한 복수의 용액을 저장하는 용액 저장고;
상기 인큐베이터, 상기 현미경 및 상기 작업대 간에 상기 플라스크를 이송하는 플라스크 핸들링 로봇;
세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액의 수용이 가능한 적어도 하나의 원뿔형 튜브를 재치하는 튜브 테이블;
상기 원뿔형 튜브를 수용하고, 상기 원뿔형 튜브 내의 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액에 대해 원심분리를 수행하는 원심분리기;
상기 작업대, 상기 튜브테이블 및 상기 원심분리기 간에 상기 원뿔형 튜브를 이송하는 그립퍼(gripper);
상기 플라스크 또는 상기 원뿔형 튜브에 대하여 세포 및 세포 배양을 위해 필요한 용액을 주입 또는 채취하는 피펫; 및
상기 플라스크 핸들링 로봇, 상기 그립퍼 및 상기 피펫의 동작을 제어하는 제어부,
를 포함하되,
상기 인큐베이터는,
하우징;
상기 하우징의 전면에 구비되는 제1도어(door);
상기 제1도어보다 크기가 작으며, 상기 하우징의 전면과 대향하는 상기 하우징의 후면에 구비되는 제2도어(door);
상기 하우징의 내부에 위치하고, 상기 세포 배양을 위한 상기 복수의 플라스크를 다층으로 적재 가능한 트레이(tray); 및
상기 하우징의 외부에 위치하고, 상기 트레이와 결합하여 상기 트레이를 회전시키는 구동부를 포함하되,
상기 트레이는 상하 방향으로 등간격으로 배치되고, 각각 등간격으로 위치하는 복수의 결합홈을 포함하는 복수의 플레이트; 및
상기 복수의 플레이트의 결합홈을 연직방향으로 통과하여 상기 복수의 플레이트를 결합하는 복수의 결합봉을 포함하고,
상기 복수의 플레이트는,
링 형상의 제1서브 플레이트;
상기 제1서브 플레이트의 직경보다 작은 직경을 가지며 상기 제1서브 플레이트와 동심원 배치되는 링 형상의 제2서브 플레이트;
상기 제1서브 플레이트 및 상기 제2서브 플레이트를 연결하는 복수의 연결부;
상기 제1서브 플레이트의 상면에 등간격으로 위치하고 상기 플라스크의 재치 위치를 가이드하는 복수의 가이드; 및
상기 연결부로부터 인큐베이터의 하측 방향으로 연장 형성되어 상기 플레이트의 휨을 방지하는 복수의 보강부를 포함하되,
상기 결합봉은 상기 복수의 플레이트의 제2서브 플레이트의 상기 결합홈을 통과하고,
상기 플라스크는 상기 복수개의 결합봉 간의 간격으로 상기 플라스크의 전단이 재치되고 상기 복수의 가이드 간의 간격으로 상기 플라스크의 후단이 재치 되도록 재치 위치가 가이드되고, 상기 연결부 상에 재치되되, 상기 보강부에 의해 상기 플라스크에 의한 하중이 분산되는 것인,
무인 자동화 세포 배양 시스템. In an unattended automated cell culture system,
An incubator for containing a plurality of flasks for cell culture in multiple layers;
A microscope for observing the culture condition of the cells in the flask;
A workbench capable of placing the flask and performing the operation of collecting the sample from the flask and transferring the solution to the flask for cell culture;
A solution reservoir for storing a plurality of solutions required for cell culture;
A flask handling robot for transferring the flask between the incubator, the microscope and the workbench;
A tube table for placing at least one conical tube capable of receiving a solution necessary for cell and cell culture;
A centrifuge for receiving the conical tube and performing centrifugation for the cells and cell culture in the conical tube;
A gripper for transferring the conical tube between the work table, the tube table and the centrifuge;
A pipette for injecting or collecting a solution necessary for cell and cell culture into the flask or the conical tube; And
A control unit for controlling operations of the flask handling robot, the gripper and the pipette,
, ≪ / RTI &
In the incubator,
housing;
A first door provided on a front surface of the housing;
A second door which is smaller than the first door and is provided on the rear surface of the housing opposite to the front surface of the housing;
A tray positioned within the housing and capable of stacking the plurality of flasks for cell culture in multiple layers; And
And a driving unit positioned outside the housing and coupled to the tray to rotate the tray,
A plurality of plates disposed at regular intervals in the vertical direction and each including a plurality of coupling grooves located at equal intervals; And
And a plurality of coupling rods for coupling the plurality of plates through the coupling grooves of the plurality of plates in the vertical direction,
Wherein the plurality of plates comprises:
A ring-shaped first sub-plate;
A ring-shaped second sub-plate having a diameter smaller than the diameter of the first sub-plate and disposed concentrically with the first sub-plate;
A plurality of connection portions connecting the first sub-plate and the second sub-plate;
A plurality of guides positioned at equal intervals on an upper surface of the first sub-plate and guiding a placement position of the flask; And
And a plurality of reinforcing portions extending from the connecting portion in the downward direction of the incubator to prevent warping of the plate,
The engaging rod passes through the engaging groove of the second sub-plate of the plurality of plates,
The flask is mounted on the connecting portion so that the front end of the flask is placed at an interval between the plurality of engaging rods and the rear end of the flask is placed at an interval between the plurality of guides and is mounted on the connecting portion, Wherein the load by the flask is dispersed.
Unattended automated cell culture system.
상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 인큐베이터로부터 원료용 세포를 포함하는 제1플라스크를 상기 작업대로 이송하고,
상기 피펫은 세포 분리를 위한 제1용액을 상기 용액 저장고로부터 상기 제1플라스크로 주입하고,
상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 제1용액이 주입된 상기 제1플라스크를 흔들고,
상기 피펫은 상기 제1플라스크로부터 상기 제1용액을 제거하고,
상기 피펫은 세포 분리를 위한 제2용액을 상기 용액 저장고로부터 상기 제1플라스크로 주입하고,
상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 제2용액이 주입된 상기 제1플라스크를 상기 인큐베이터로 이송하여 상기 제1플라스크 내의 원료용 세포는 미리 설정된 시간 동안 상기 인큐베이터 내에서 배양되고,
상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 인큐베이터로부터 상기 제1플라스크를 상기 작업대로 이송하고,
상기 피펫은 세포 배양 배지를 상기 용액 저장고로부터 상기 제1플라스크로 주입하고,
상기 그립퍼는 제1원뿔형 튜브를 상기 튜브 테이블로부터 상기 작업대로 이송하고,
상기 피펫은 상기 세포 배양 배지가 주입된 상기 제1플라스크로부터 상기 원료용 세포를 포함하는 검체를 채취하여 상기 제1원뿔형 튜브로 주입하고,
상기 그립퍼는 상기 제1원뿔형 튜브를 상기 원심분리기로 이송하여, 상기 제1원뿔형 튜브 내의 상기 검체에 대하여 원심분리가 수행되고,
상기 그립퍼는 상기 제1원뿔형 튜브를 상기 원심분리기로부터 상기 작업대로 이송하고,
상기 피펫은 상기 제1원뿔형 튜브로부터 상층부 현탄액을 제거하고,
상기 피펫은 상기 용액 저장고로부터 상기 제1원뿔형 튜브로 세포 배양 배지를 재주입하고,
상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 인큐베이터로부터 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크를 상기 작업대로 이송하고,
상기 피펫은 세포 배양 배지를 상기 용액 저장고로부터 상기 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크로 주입하고,
상기 피펫은 원심분리가 수행된 상기 제1원뿔형 튜브로부터 상기 원료용 세포를 포함하는 세포 현탄액을 상기 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크로 균등 주입하고,
상기 플라스크 핸들링 로봇은 상기 세포 현탄액을 포함하는 상기 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크를 상기 인큐베이터로 이송하는 것인, 무인 자동화 세포 배양 시스템.The method according to claim 1,
The flask handling robot transfers a first flask containing raw material cells from the incubator to the work table,
The pipette injects a first solution for cell separation from the solution reservoir into the first flask,
The flask handling robot shakes the first flask into which the first solution is injected,
The pipette removing the first solution from the first flask,
The pipette injects a second solution for cell separation from the solution reservoir into the first flask,
The flask handling robot transfers the first flask into which the second solution is injected to the incubator so that the raw material cells in the first flask are cultured in the incubator for a preset time,
The flask handling robot transfers the first flask from the incubator to the work table,
The pipette injecting cell culture medium from the solution reservoir into the first flask,
The gripper transfers a first conical tube from the tube table to the work table,
The pipette is obtained by taking a specimen containing the raw material cells from the first flask into which the cell culture medium is injected, injecting the specimen into the first conical tube,
The gripper transfers the first conical tube to the centrifuge, centrifugation is performed on the specimen in the first conical tube,
The gripper transfers the first conical tube from the centrifuge to the work table,
Wherein the pipette removes the upper layer current fluid from the first conical tube,
The pipette reinserting the cell culture medium from the solution reservoir into the first conical tube,
The flask handling robot transfers the second flask, the third flask and the fourth flask from the incubator to the work table,
The pipette injects the cell culture medium from the solution reservoir into the second flask, the third flask and the fourth flask,
The pipette is prepared by uniformly injecting a cell suspension liquid containing the raw material cells from the first conical tube subjected to centrifugal separation into the second flask, the third flask and the fourth flask,
Wherein the flask handling robot transfers the second flask, the third flask and the fourth flask containing the cell suspension liquid to the incubator.
상기 피펫은 원심분리가 수행된 상기 제1원뿔형 튜브로부터 상기 원료용 세포를 포함하는 세포 현탄액의 검체를 채취하여 제2원뿔형 튜브로 주입하고,
상기 피펫은 상기 제2원뿔형 튜브로 세포 염색을 위한 제3용액을 주입하고,
상기 무인 자동화 세포 배양 시스템은,
검체 내의 세포 수를 측정하기 위한 세포 수 측정기를 더 포함하고,
상기 세포 수 측정기는 상기 제3용액이 주입된 상기 제2원뿔형 튜브 내의 검체에 대하여 세포 수를 측정하고,
상기 피펫은 세포 배양 배지를 상기 용액 저장고로부터 상기 제2플라스크, 제3플라스크 및 제4플라스크로 주입함에 있어서, 상기 세포 수 측정기에 의해 측정된 세포 수에 기초하여 상기 세포 배양 배지를 주입하는 것인, 무인 자동화 세포 배양 시스템. 3. The method of claim 2,
The pipette is obtained by taking a specimen of the cell suspensions containing the raw material cells from the first conical tube subjected to centrifugal separation, injecting the specimen into a second conical tube,
The pipette injects a third solution for cell staining into the second conical tube,
The automated unmanned cell culture system,
Further comprising a cell counting device for measuring the number of cells in the specimen,
Wherein the cell counting device measures the number of cells in the specimen in the second conical tube into which the third solution is injected,
Wherein the pipette injects the cell culture medium based on the cell count measured by the cell counting device in injecting the cell culture medium from the solution reservoir into the second flask, the third flask and the fourth flask, , An unattended automated cell culture system.
상기 피펫은 원심분리가 수행된 상기 제1원뿔형 튜브에 세포 현탄액을 추가로 주입하고,
상기 피펫은 상기 세포 현탄액이 추가로 주입된 상기 검체를 채취하여 상기 제2원뿔형 튜브로 주입하는 것인, 무인 자동화 세포 배양 시스템.The method of claim 3,
The pipette further injects a cell suspension liquid into the first conical tube subjected to centrifugation,
Wherein the pipette collects the specimen into which the cell suspension fluid is further injected, and injects the specimen into the second conical tube.
상기 트레이는,
상기 복수의 플레이트 중 최상부의 플레이트의 상측에 배치되는 상측 커버 플레이트; 및
상기 복수의 플레이트 중 최하부의 플레이트의 하측에 배치되는 하측 커버 플레이트,
을 포함하고,
상기 복수의 플레이트의 각각은 원형으로 형성되고 복수의 플라스크가 등간격으로 재치되는 것인, 무인 자동화 세포 배양 시스템.The method according to claim 1,
The tray may include:
An upper cover plate disposed on an uppermost plate of the plurality of plates; And
A lower cover plate disposed below the lowermost plate among the plurality of plates,
/ RTI >
Wherein each of the plurality of plates is formed in a circular shape and a plurality of flasks are placed at regular intervals.
상기 복수의 플레이트, 상기 상측 커버 플레이트 및 상기 하측 커버 플레이트는 각각 등간격으로 위치하는 8개의 결합홈을 포함하고,
상기 트레이는,
상기 복수의 플레이트, 상기 상측 커버 플레이트 및 상기 하측 커버 플레이트의 8개의 결합홈을 연직방향으로 통과하여 상기 복수의 플레이트, 상기 상측 커버 플레이트 및 상기 하측 커버 플레이트를 결합하는 8개의 결합봉을 더 포함하는 것인, 무인 자동화 세포 배양 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the plurality of plates, the upper cover plate, and the lower cover plate each include eight coupling grooves located at equal intervals,
The tray may include:
Further comprising eight connecting rods that pass through the eight connecting grooves of the plurality of plates, the upper cover plate, and the lower cover plate in the vertical direction to connect the plurality of plates, the upper cover plate and the lower cover plate An unattended automated cell culture system.
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